Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02480210 2004-09-08
1
' L'invention. concerne un actionneur à deux modes
de fonctionnement, à savoir un mode hydraulique et un
mode mécanique.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
On connaît des actionneurs hydrauliques qui com-
portent un corps avec une cavité cylindrique et une tige
s'étendant au travers d'une extrémité de la cavité en
étant solidaire d'un piston -monté à coulissement dans la
cavité de façon à délimiter dans celle--ci deux chambres
hydrauliques. L'amenée de fluide sous pression dans l'une
ou l'autre des chambres provoque la sortie ou la rentrée
de la tige.
Ce type d'actionneur est parfois employé dans des
applications où la sortie de la tige doit pouvoir être
assurée dans tous les situations, même en cas de panne
hydraulique.
Dans cette situation, la sortie de la tige peut
être assurée de diverses façons. On peut tout d'abord ou
vrir les deux chambres et laisser travailler le poids de
la charge attelée â la tige. C'est de cette façon qu'est
par exemple assurée la sortie secours des atterrisseurs
d'un aéronef.
Ceci n'est néanmoins possïble que si la charge ne
présente pas de position d'équilibre stable sous l'effet
de la gravité correspondant à une position intermêdiaire
de la tige. Dans ce cas, la gravité seule ne peut amener
la charge dans une position finale correspondant à la po-
sition sortie de la tige.
I1 est alors nécessaire de prévoir des moyens ad-
ditionnels aptes à assurer Ia sortie de la tige. Ces
moyens peuvent par exemple étre de t~irpe mécanique, comme
un ressort de sortie de tige. Le ressort doit être prévu
assez puissant pour permettre la sortie de la tige à
l'encontre des efforts résistants s'opposant à ladite
CA 02480210 2004-09-08
2
sortie. Le ressort a pour inconvénient d'exercer en per
manence sur la tïge un effort tendant à la sortie de
celle-ci, contre lequel il est nécessaire de lutter en
fonctionnement hydraulique normal pour provoquer la ren
trée de la tige.
Les moyens additionnels de sortie de la tige peu-
vent encore être du type électrohydraulique, comme une
électropompe agencée poux injecter du fluide sous pres-
sion dans Ia chambre adéquate de l'actionneur pour provo-
quer la sortie de la tige. Néanmoins, cette solution
souffre d'étre complexe et onéreuse.
L'état de la technique est illustré par les docu-
ments GB-A-733 840, US-A-3 029 659 et US-A-2 730 994, qui
décrivent des actionneurs hydrauliques à mode secours
électrique. Ces actionneurs comportent une vis et un
écrou, dont l'un est solidaire de la tige tandis que
l'autre est entrainé en rotation par un moteur électri-
que. I1 convient cependant de noter que l'élément entraî-
né en rotation est axialement immobile, ce qui impose une
liaison réversible entre l'écrou et la vis pour permettre
le mouvement de Ia tige en mode hydraulique.
Pour compléter l'arrière-plan technologique, on
peut également citer le document DE-A-39 10814 qui décrit
la structure générale d'un actionneur télescopique fonc-
tionnant exclusivement en mode électrique.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un actionneur ne présen-
tant pas les inconvênients précités.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
On propose un actionneur comportant un corps
avec une cavité cylindrique délimitêe axialement par
deux extrémités et une tige s'étendant au travers d'une
des extrémités de Ia cavité en étant solidaire d'un pis-
ton monté à coulissement axial dans la cavité de façon à
CA 02480210 2004-09-08
3
dëlimiter dans celle-ci deux chambres hydrauliques,
l'actionneur étant équipé de moyens additionnels de sor-
tie de la tige qui comportent selon l'invention .
~ un moyen d'antirotation de la tige par rapport au
corps de l'actionneur ;
~ un écrou rigidement solidaire de la tige ;
~ une vis qui s'étend axialement dans la cavité et qui
coopère avec l'écrou ;
~ un arbre d'entraînement qui s'étend axialement dans la
cavité en pouvant tourner, le long duquel la vis est
montée à coulissement sans rotation ; et
~ un moyen d'entraînement en rotation de l'arbre
d'entraînement.
Ainsi, lors du fonctionnement en mode hydraulique
l'êcrou coulisse avec la tige et entraîne la vis qui cou
lisse sur 1°arbre d'entraînement. Le fonctionnement hy
draulique n'est donc pas gêné par la présence du moyen de
sortie secours.
Lors du fonctionnement en mode mëcanique, lorsque
l'alimentation en fluide sous pression est défaillante,
ou n'est pas disponible, les chambres hydrauliques sont
mises toutes deux au retour, tandis que l'arbre
d'entraînement est mis en rotation. La vis est ainsi en
traînêe en rotation. Si la vis n'est pas en appui contre
l'extrémité de la cavité opposée à l'extrémité traversée
par la tige, la rotation provoque son déplacement axial
par appui contre l'écrou maintenu axialement immobile en
raison de frottements internes, ou de l'inertie des
charges attelées à l'actionneur. Ce déplacement se pour-
suit jusqu'à la butée de la vis contre l'extrémité oppo-
sée â l' extrémité traversée par la vis . Une fois la vis
arrivée en butée, la rotatiôn de la vis provoque le dé-
placement axial de l'écrou dans une direction opposée
correspondant à la sortie de 1a tige.
On obtient ainsi deux modes de fonctionnement de
CA 02480210 2004-09-08
' 4
l'actionneur, l'un hydraulique, l'autre mécanique, pou-
vant être mis en ceuvre de façon alternative au gré des
disponibilités de sources d'énergie hydraulique ou méca-
nique.
De préférence, l'arbre d'entraînement s'étend au
travers d'une extrémité de la cavité opposée â
l'extrémité traversée par la tige pour coopérer avec le
moyen d'entraînement en rotation monté à l'extérieur de
la cavité.
Ainsi, le moyen d'entraînement est à. l'abri du
fluide hydraulique qui remplit la cavité.
Selon un mode préféré de réalisation de
l'invention, le moyen d'entraînement en rotation est un
moteur électrique solidaire de l'actionneur.
Selon un mode particulier de réalisation de
l'invention, le piston est venu de matiére avec la tige,
l'écrou étant rapparté dans un logement de la tige.
De préférence, l'actionneur comporte une butée
axiale de la vis contre une extrémité de la cavité oppo
sée à l'extrémité traversée par la tige.
Avantageusement, la tige est creuse et la vis
s'étend dans la tige. Avantageusement encore, la vis
elle-même est creuse, et l'arbre d'entraînement s'étend
dans la vis en étant liée à celle-ci par des cannelures.
BREVE,DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise â la lumière de
la description qui suit en référence aux figures des des-
sins annexés parmi lesquelles .
3 0 - 1 a f figure 1 est une vue en coupe d' un act ion-
neur selon l'invention sur lequel la tige est représentée
en position rentrée
- la figure 2 est une vue analogue à la figure l,
sur laquelle la tige est représentée dans une position
intermédiaire lors d'un fonctionnement en mode hydrauli
CA 02480210 2004-09-08
' 5
que (ici mode normal) ;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure
1 ; sur laquelle 1°actionne~ar est représenté en fonction-
nement en mode mécanique (ici mode secours).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure l, l'actionneur selon
l'invention comprend un corps comportant une chemise 1
borgne dont l'intérieur forme une cavité C cylindrique
fermêe â étanchéité par un fond 2 et par un bouchon 3.
L'actionneur comporte une tige 4 creuse qui s'étend axia-
lement dans la cavité C pour traverser à étanchéité le
bouchon 3 formant palier. La tige 4 est terminée dans la
cavité C par une extrémité formant piston 5 qui délimite
dans la cavitê C une chambre de sortie S et une chambre
de rentrée R.
La tige 4 comporte un logement 6 pour un êcrou 7
qui est monté bloqué dans ledit logement &, de sorte que
la tige 4 et l'écrou 7 sont rigidement solidaires. Une
vis 8 creuse s'étend axialement dans la tige 4 pour coo-
pérer avec l'écrou 7 au moyen d'une liaison de type héli-
coïdal. Un arbre d'entraînement 9 s'étend axialement dans
la vis 8 et traverse à étanchéité le fond 2 pour débou-
cher dans un carter 11 dans lequel l'arbre d'entraînement
9 est supporté par deux roulements 10 permettant une ro-
tation de l' arbre d;entraînement 9. Le carter 11 définit
un logement pour un réducteur 12, comportant ici deux ar-
bres intermédiaires, qui relie en rotation l'arbre
d'entraînement 9 à un moteur électrique 13 solidaire du
carter 11. La vis 8 est montée sur l'arbre d'entraînement
9 pour coulisser sans rotation le long de celui-ci, au
moyen ici d'une liaison par cannelures (non visibles).
Une rotation de 1"arbre d'entraînement 9 provoque donc
une rotation de la vis 8.
Un moyen d'antirotation (non représenté) empêche
CA 02480210 2004-09-08
6
' la rotation de la tige 4 par rapport à la chemise 1. Ce
moyen d'antirotation peut être interne à l'actionneur,
mais il peut également être externe à l'actionneur, comme
dans la situation où la tige et le corps de l'actionneur
sont attelés à des charges au moyen de liaisons cinémati-
ques empêchant une rotation relative de la tige vis à vis
du corps.
Le fonctionnement de 1°actionneur selon
l'invention est le suivant., En fonctionnement hydrauli
que, des ports hydrauliques non représentés permettent
l'amenée de fluide sous pression dans l'une des chambres
S,R, tandis que l'autre des chambres S,R est connectée au
retour hydraulique pour permettre l'évacuation du fluide
hydraulique contenu dans ladite chambre.
Comme cela est visible à la figure 2 illustrant
l'actionneur lors du fonctionnement en mode hydraulique,
le déplacement axial de la tïge 4 sous l'effet du fluide
sous pression provoque un déplacement correspondant de la..
vis 8 entraînée par l'écrou 7, la vis 8 coulissant libre-
ment sur l'arbre d'entraînement 9 qui ne tourne pas.
Lors du fonctïonnement en mode mécanique, les
ports des chambres S,R sont connectés au retour hydrauli-
que, tandis que le moteur électrique 13 est commandé pour
provoquer une rotation de l'arbre d'entraînement 9. Par-
tant d'une position intermédiaire telle que celle illus-
trée à la figure 2,, cette rotation provoque tout d'abord
un déplacement axial de la vis 8 dans la direction 14 il-
lustrée à la figure 3. En effet, les frottements subis
par la tige 4, ou encore l'inertie des charges exercées
sur l'actionneur auquel est attelé la tige maintiennent
la tige 4 immobile, forçant ainsi la vis 8 à se déplacer
axialement en prenant appui' sur l'écrou 7. Le moteur 13
est bien entendu commandé pour tourner dans le sens qui
provoque le déplacement de la vis 8 dans la direction 14.
Puis, lorsque la vis 8 est parvenue en butée con-
CA 02480210 2004-09-08
7
tre le fond 2, comme cela est illustré â la figure 3, la
rotation de la vis 8 provoque un déplacement de l'écrou 7
et donc de la tige 4 dans la direction: 15 correspondant â
la sortie de la tige 4, â l'encontre des efforts résis-
tants s'exerçant sur la tige 4. Ces efforts sont transmis
au fond 2 par appui de la vis 8 contre celui-ci. Avanta-
geusement, le fond 2 est équipé d'une butée axiale 16
pour permettre une rotation aisée de la vis 8 sous
l'effort d'appui.
La sortie de la tige 4 peut donc être obtenue de
façon hydraulique ou mécanique.
L'invention n'est pas limitée aux modalitês par-
ticuliêres de l'invention qui viennent d°être décrites,
mais bien au contraire. englobe toute variante entrant
dans le cadre de l'invention tel que défini par les re-
vendications.
En particulier, bien que l'on ait indiqué que le
moyen d'entraînement en rotation de l'arbre ,
d'entraînement 9 est un moteur électrique, on pourra êga-
lement prévoir un moteur hydraulique, ou encore une mani-
velle de secours.
Bien Que l'on ait indiqué que le moyen
d°entraînement en rotation de l'arbre d'entraînement 9
soit monté â demeure sur l'actionneur, il pourra être
prévu indépendant de l'actionneur.
Bien que l'on ait indiqué que le moyen
d'entraînement en rotation de l'arbre d'entraînement 9
est monté à l'extérieur de la cavité, on pourra prévoir
un montage dans la cavité. Le moyen d'entraînement en ro-
tation 9 est alors baigné par le fluide hydraulique.
Bien que 1°on ait indiqué que l'arbre
d'entraînement 9 était attelé au moteur électrique 13 via
un réducteur 12, 1°arbre d'entraînement pourra être en
prise directe avec le moteur.
Bien que l'on ait indiqué que la tige 4 est
CA 02480210 2004-09-08
8
creuse, l'invention est également applicable â un action-
neur avec une tige pleine. La course en fonctionnement en
mode secours est alors limitée à la longueur de l'écrou.
Bien que l'on ait indiqué que la vis est creuse
pour recevoir 1°arbre d'entraînementp ce qui permet une
course maximale de la tige 4, l'invention est encore ap
plicable à un actionneur avec une vis pleine. Une partie
de liaison entre l'arbre d'entraînement 9 et la vis 8 est
alors prévue en e.xtrémitê de 1a vis, limitant d'autant la
course de la tige 4.
Bien que l'on ait indiqué que la vis 8 était mon-
tée à coulissement sans rotation sur l'arbre
d'entraînement 9 au moyen de cannelures, on pourra pré-
voir plus généralement tout autre type de liaison glis-
sière, comme un doigt ou une clavette solidaire de l'un
de ces deux éléments et s'étendant dans une rainure lon-
gitudinale de l'autre élément.
Bien que l'on ait indiqué que la tige 4 est venue
de matière avec le piston 5, on pourra prévoir un piston
rapporté sur la tige.
